CN115341424A - 一种半填半挖式碎石土高填方路基及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半填半挖式碎石土高填方路基及施工方法，路基包括原有地基、设置在原有地基上的分级分层填筑碾压的碎石土高填方路基和路基稳定结构；碎石土高填方路基包括一级填方体、二级填方体和三级填方体；路基稳定结构包括挖方侧山体边坡、钢管桩组和锚杆，钢管桩组纵向布设，锚杆与钢管桩组交叉布设，且锚杆的一端嵌入在挖方侧山体边坡内，另一端锚固在钢管桩组外壁上，钢管桩组由若干钢管桩组成；本路基结构通过钢管桩组穿越碎石土高填方路基并嵌入到原有地基，锚杆一端嵌入在挖方侧山体边坡内，另一端锚固在钢管桩组外壁，能够有效控制工后沉降及提高路基稳定性，具有施工过程简单、稳定性和沉降控制精度高的特点。

Description

一种半填半挖式碎石土高填方路基及施工方法

技术领域

本发明涉及路基施工技术领域，具体涉及一种半填半挖式碎石土高填方路基及施工方法。

背景技术

随着全国高速公路、铁路基础设施建设的持续快速推进，整体建设重心便逐渐向山地丘陵转移，其高速公路、铁路常常沿着山体边坡修筑建设，考虑到施工环境和经济效益等因素的影响，半填半挖式路基和碎石土高填方路基施工应用较为广泛；

尽管这两种施工方式能够在一定程度上简化施工过程和避免路基滑坡失稳，但随着工程应用的增多以及科学研究的深入，这两种形式的路基仍面临着不均匀沉降、工后沉降量较大及路基发生滑坡失稳等诸多病害，现有的施工方法并不能明显改善这种现象；同时针对碎石土高填方及半填半挖式两种路基形式的结合，工后沉降和路基失稳等病害问题加剧，国内外对于半填半挖式碎石土高填方路基尚未提出完整的施工技术方案；

因此本发明提出一种半填半挖式碎石土高填方路基及施工方法，以解决上述现有技术存在的问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种半填半挖式碎石土高填方路基及施工方法，本路基结构是一种钢管桩组和锚杆组合结构，通过钢管桩组穿越碎石土高填方路基并嵌入到原有地基，而锚杆一端嵌入在挖方侧山体边坡内，另一端锚固在钢管桩组外壁，能够有效控制工后沉降及提高路基稳定性，具有施工过程简单、稳定性和沉降控制精度高的特点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种半填半挖式碎石土高填方路基，包括原有地基，还包括设置在原有地基上的分级分层填筑碾压的碎石土高填方路基和路基稳定结构；

所述碎石土高填方路基分三级填方，包括一级填方体、二级填方体和三级填方体，各级填方体分级填筑、逐层碾压；

所述路基稳定结构包括挖方侧山体边坡、钢管桩组和锚杆，所述钢管桩组纵向布设，且临近原有地基的一组钢管桩穿过碎石土填方体且嵌入到原有地基中，所述锚杆与钢管桩组交叉布设，且锚杆的一端嵌入在挖方侧山体边坡内，另一端锚固在钢管桩组外壁上，所述钢管桩组由若干钢管桩组成。

优选的，所述的钢管桩组和锚杆随三级填方分为三组，其中所述钢管桩组中的第一组钢管桩由m₁行×n₁列钢管桩组成，穿过一级填方体嵌入到原有地基中；所述钢管桩组中的第二组钢管桩由m₂行×n₂列钢管桩组成，穿过二级填方体嵌入到一级填方体中；所述钢管桩组中的第三组钢管桩由m₃行×n₃列钢管桩组成，穿过三级填方体嵌入到二级填方体中；所述锚杆于各级填方体沿路基横向设置有两排，一端嵌入在挖方侧山体边坡内，另一端锚固在钢管桩组的钢管桩的外壁上。

优选的，所述的同一级中的两排锚杆为长、短让压锚杆，其中上排锚杆的嵌入深度大于下排锚杆的嵌入深度。

优选的，所述的一级填方体、二级填方体和三级填方体的填料为土石灰混合料填料，所述土石灰混合料填料包括土、碎石、石灰和粉煤灰；其中所述土石灰混合料填料中的土粒粒径不大于15mm，碎石粒径在6mm～20mm之间，石灰和粉煤灰粒径不大于5mm；且在土石灰混合料填料铺设时，采用分级、分层填筑碾压的方式填压。

优选的，所述的碎石土高填方路基的外边坡为等坡比台阶式路基边坡，且在相邻各级填方体之间设置有起缓冲作用的路基平台，所述等坡比台阶式路基边坡的三级填方体边坡坡比均为1:1.75，且在等坡比台阶式路基边坡外表面还铺设有防水面层。

优选的，所述的钢管桩为两端密封的空心管状结构，且在钢管桩的尾部实心处设置有穿接孔，所述穿接孔与锚杆配合使用，所述管桩的管身上设置有若干第一压浆孔，所述第一压浆孔与钢管桩内部的压浆腔连通，且在所述压浆腔的侧壁上开设有连接孔，所述连接孔与外接注浆管配合使用。

优选的，所述的锚杆包括水平套管、定位机构和让压拉锚机构，其中所述水平套管为两端开口的空心套管，且在水平套管的锚固端端部设置有若干第二注浆孔；所述定位机构对称设置在水平套管的嵌固端，包括相互配合使用的第一梯形套环和第二梯形套环，所述第一梯形套环和第二梯形套环均活动套设在水平套管上，且第一梯形套环与第二梯形套环相互嵌套连接，所述第二梯形套环上还开设有让位豁口，且在所述水平套管上还设置有限位环与第一梯形套环配合使用，所述第一梯形套环与第二注浆孔配合使用；所述让压拉锚机构设置在水平套管的内部空腔中，包括锚头、锚索和锚板。

优选的，所述的水平套管内还设置有隔板和注浆管，所述隔板在水平套管内等距设置，且在所述隔板的中心处设置有中心孔与注浆管配合使用，且在隔板上还设置有若干锚接孔与锚索配合使用，所述锚索的一端与锚头连接，将锚头设置在水平套管的嵌固端端部，另一端与隔板或锚板连接。

优选的，所述的锚索通过让压连接机构与锚板连接，所述让压连接机构包括相互配合使用的一级让位释压组件和二级让位释压组件，所述一级让位释压组件设置在锚板内侧的水平套管端口部，二级让位释压组件设置在锚板外侧，且在锚板上的锚索穿接孔内形成锚索的让压缓冲区，所述一级让位释压组件和二级让位释压组件均包括相互配合使用的梯形套筒和梯形锚索套，其中所述梯形套筒活动安装在让位件内，锚索套活动套设在梯形套筒内，且与锚索配合使用。

一种半填半挖式碎石土高填方路基的施工方法，包括

步骤1.施工准备：清理、整平和压实原有地基的场地，将土、碎石、石灰和粉煤灰混合搅拌，制备成土石灰混合料填料；

步骤2.挖方施工：待步骤1完成后，测量放线，将开挖山体的挖方侧山体边坡开挖至设计标高；

步骤3.一级填方体及钢管桩组施工：待步骤2完成后，分层填筑一级填方体，并逐层碾压；同时进行测量放线，确定锚杆的嵌入位置和钢管桩组的桩孔位置；填筑至第一排锚杆的嵌入位置前，静压钢管桩组至原有地基中，并在填筑至第一排锚杆的嵌入位置时将锚杆打入挖方侧山体边坡内，继续填筑碾压至第二排锚杆的嵌入位置，重复上述工作至一级填方体填筑完毕，将锚杆另一端锚固在钢管桩组的钢管桩的外壁上；

步骤4.二级填方体及钢管桩组施工：待步骤3完成后，分层填筑二级填方体，并逐层碾压；重复步骤3的相关工作，静压钢管桩组至一级填方体中，将锚杆另一端锚固在钢管桩组的外壁；

步骤5.三级填方体及钢管桩组施工：待步骤4完成后，分层填筑三级填方体，并逐层碾压；重复步骤的相关工作，静压钢管桩组至二级填方体中，将锚杆另一端锚固在钢管桩组的外壁；

其中，在步骤3-步骤5所述的钢管桩组和锚杆的施工过程中，还包括钢管桩组的注浆压浆过程和锚杆的预应力注浆过程；

步骤6.梁场及防水面层施工：待步骤5完成后，碎石土高填方路基的上表面设置梁场，并在路基边坡的外表面上铺设防水面层。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种半填半挖式碎石土高填方路基及施工方法与现有技术相比，本发明的改进之处在于：

1.本发明设计了一种半填半挖式碎石土高填方路基，原有地基，设置在原有地基上的分级分层填筑碾压的碎石土高填方路基和路基稳定结构，其中：(1)本发明通过将碎石土高填方路基分为三级填方体进行填筑，相邻各级填方体之间设置路基平台，每级填方体再分层填筑、逐层碾压，固结碎石土填方体，大幅度降低其压缩量，能够有效控制不均匀沉降及提高路基的稳定性；(2)本发明通过将钢管桩组和锚杆布设于三级填方体中，并分别嵌入到原有地基和挖方侧山体边坡中，使得原有地基、挖方侧山体边坡和包含有路基稳定结构的碎石土高填方路基构成一个相互作用的路基结构，能够有效控制工后较大沉降及提高路基的整体性和稳定性，从而有效解决了路基施工存在的不均匀沉降、工后沉降量较大及路基发生滑坡失稳等难以保证工程质量的病害问题，具有施工过程简单、稳定性和沉降控制精度高的优点；

2.同时，本发明在路基稳定结构中，通过使用相互连接的钢管桩组和锚杆的连接作用，有效的将路基骨架连接形成了一个整体，有效的避免了路基骨架导致的路基不均匀沉降和路基不稳的情况；

3.本发明通过兼具水平刚度和柔性让压作用的锚杆的结构的设计，在使用时，通过定位机构和让压拉锚机构的作用可以保证在路基发生较大程度的破坏作用下还能始终保证路基结构的结构性能，避免路基完全损坏，能够在一定程度上应付地震、路基边坡不稳以及路基湿陷性沉降等自然灾害对路基结构的破坏。

附图说明

图1为本发明半填半挖式碎石土高填方路基的结构示意图。

图2为本发明路基稳定结构的结构示意图。

图3为本发明钢管桩的剖视图。

图4为本发明锚杆的主视图。

图5为本发明水平套管的主视图。

图6为本发明让压拉锚机构的主视图。

图7为本发明让压拉锚机构A-A处的剖视图。

图8为本发明让压拉锚机构B-B处的剖视图。

图9为本发明让压拉锚机构C-C处的剖视图。

图10为本发明让压连接机构的剖视图。

图11为本发明让压连接机构分解图。

图12为本发明定位机构的结构示意图。

图13为本发明半填半挖式碎石土高填方路基的实物图。

其中：1.原有地基，2.碎石土高填方路基，3.开挖山体，4.钢管桩组，5.锚杆，6.路基稳定结构，7.一级填方体，8.二级填方体，9.三级填方体，10.梁场，11.防水面层，12.钢管桩，13.等坡比台阶式路基边坡，14.路基平台，15.原有地面线，16.挖方侧山体边坡，17.第一压浆孔，18.压浆腔，19.穿接孔，20.连接孔，21.水平套管，211.第二注浆孔，212.限位环，22.锚板，23.定位机构，24.锚头，25.定位螺套，26.锚索，27.隔板，28.注浆管，29.锚索套，30.让位件安装槽，31.让位件，32.预应力套，33.让压缓冲区，34.第一梯形套环，35.第二梯形套环，36.让位豁口。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

实施例1：参照附图1-13所示的一种半填半挖式碎石土高填方路基，设置于开挖山体3的一侧，包括原有地基1，设置在原有地基1上的分级分层填筑碾压的碎石土高填方路基2和路基稳定结构6；其中

所述碎石土高填方路基2分三级填方，包括一级填方体7、二级填方体8和三级填方体9，各级填方体分级填筑、逐层碾压；

路基稳定结构6包括挖方侧山体边坡16、钢管桩组4和锚杆5，所述钢管桩组4纵向布设，且临近原有地基1的一组钢管桩穿过碎石土填方体且嵌入到原有地基1中，所述锚杆5水平布设，且锚杆5的一端嵌入在挖方侧山体边坡16内，另一端锚固在钢管桩组4外壁上。

优选的，所述的钢管桩组4和锚杆5随三级填方分为三组，其中所述钢管桩组4中的第一组钢管桩由m₁行×n₁列钢管桩12组成，穿过一级填方体7嵌入到原有地基1中；所述钢管桩组4中的第二组钢管桩由m₂行×n₂列钢管桩12组成，穿过二级填方体8嵌入到一级填方体7中；所述钢管桩组4中的第三组钢管桩由m₃行×n₃列钢管桩12组成，穿过三级填方体9嵌入到二级填方体8中；所述锚杆5于各级填方体沿路基横向设置有两排，一端嵌入在挖方侧山体边坡3内，另一端锚固在钢管桩组4的钢管桩12的外壁上。

优选的，为保证碎石土高填方路基2在受压时的横向变性能力，设计同一级中的两排锚杆5为长、短让压锚杆，其中上排锚杆的嵌入深度大于下排锚杆的嵌入深度。

优选的，所述的一级填方体7、二级填方体8和三级填方体9的填料为土石灰混合料填料，所述土石灰混合料填料包括土、碎石、石灰和粉煤灰；其中所述土石灰混合料填料中的土粒粒径不大于15mm，碎石粒径在6mm～20mm之间，石灰和粉煤灰粒径不大于5mm；所述土石灰混合料填料中的碎石、石灰和粉煤灰的含量通过现场试验确定，且在土石灰混合料填料铺设时，采用分级、分层填筑碾压的方式填压。

优选的，所述的碎石土高填方路基2的外边坡为等坡比台阶式路基边坡13，且在相邻各级填方体之间设置有起缓冲作用的路基平台14，所述等坡比台阶式路基边坡13的三级填方体边坡坡比均为1:1.75。

优选的，所述的等坡比台阶式路基边坡13外表面铺设防水面层11，依次避免与水浸入边坡内。

优选的，所述的碎石土高填方路基2的上表面设置梁场10。

优选的，一种实现如上所述的半填半挖式碎石土高填方路基的施工方法包括：

步骤1.施工准备：清理、整平和压实原有地基1的场地，将土、碎石、石灰和粉煤灰混合搅拌，制备成土石灰混合料填料；

步骤2.挖方施工：待步骤1完成后，测量放线，将开挖山体3的挖方侧山体边坡16开挖至设计标高；

步骤3.一级填方体7及钢管桩组4施工：待步骤2完成后，分层填筑一级填方体7，并逐层碾压；同时进行测量放线，确定锚杆5的嵌入位置和钢管桩组4的桩孔位置；填筑至第一排锚杆5的嵌入位置前，静压钢管桩组4至原有地基1中，并在填筑至第一排锚杆5的嵌入位置时将锚杆5打入挖方侧山体边坡16内，继续填筑碾压至第二排锚杆的嵌入位置，重复上述工作至一级填方体7填筑完毕，将锚杆5另一端锚固在钢管桩组4的钢管桩12的外壁上；

步骤4.二级填方体8及钢管桩组4施工：待步骤3完成后，分层填筑二级填方体8，并逐层碾压；重复步骤3的相关工作，静压钢管桩组4至一级填方体7中，将锚杆5另一端锚固在钢管桩组4的外壁；

步骤5.三级填方体9及钢管桩组4施工：待步骤4完成后，分层填筑三级填方体9，并逐层碾压；重复步骤4的相关工作，静压钢管桩组4至二级填方体8中，将锚杆5另一端锚固在钢管桩组4的外壁；

步骤6.梁场10及防水面层11施工：待步骤5完成后，碎石土高填方路基2的上表面设置梁场10，并在路基边坡13的外表面上铺设防水面层11。

实施例2：与上述实施例1不同的是，为便于在使用过程中，可以通过钢管桩组4与锚杆5相互结合，形成能够有效防止碎石土高填方路基2变形的路基稳定结构，所述的锚杆5水平穿过钢管桩组4的钢管桩12，且端部嵌入挖方侧山体边坡16内。

优选的，为提高安装后钢管桩12的牢固性，所述的钢管桩12为两端密封的空心管状结构，且在钢管桩12的尾部实心处设置有穿接孔19，所述穿接孔19与锚杆5配合使用，供锚杆5穿过，同时在钢管桩12的管身上设置有若干第一压浆孔17，所述第一压浆孔17与钢管桩12内部的压浆腔18连通，且在所述压浆腔18的侧壁上开设有连接孔20，所述连接孔20与外接注浆管配合使用，在使用时，安装外接注浆管，通过第一压浆孔17向外侧压浆，以保证安装后钢管桩12与周围原有地基1和周围填方体之间连接的密实性，提高钢管桩12安装后的牢固度。

优选的，为对碎石土高填方路基2的填方体进行水平阻挡和防止路基坍塌，设计锚杆5为兼具水平刚度和柔性让压作用的锚索杆连接机构，包括水平套管21、定位机构23和让压拉锚机构；其中

所述水平套管21为两端开口的空心套管，且在水平套管21的锚固端端部设置有若干第二注浆孔211；

所述定位机构23对称设置在水平套管21的嵌固端，且与第二注浆孔211配合使用，用于度水平套管21的嵌固端在挖方侧山体边坡3内的位置进行固定，保证锚杆5嵌固端的嵌固稳定性；

所述让压拉锚机构设置在水平套管21的内部空腔中，用于提供让压保护，保证水平套管21在受压破坏时不影响路基稳定结构的结构稳定性。

优选的，为便于与钢管桩12连接，所述的水平套管21贯穿穿接孔19设置，且在所述水平套管21的外侧开设置有外螺纹，所述外螺纹与定位螺套25配合使用，且定位螺套25对称设置在外螺纹的两侧，即在使用过程中，当水平套管21穿过穿接孔19后，根据穿接位置，旋动定位螺套25，通过定位螺套25的限位作用对水平套管21与钢管桩12的穿接位置进行固定，使其形成能够进行整体支撑的路基稳定结构。

优选的，所述的定位机构23对称设置在水平套管21的嵌固端，包括一个第一梯形套环34和至少一个第二梯形套环35，所述第一梯形套环34和第二梯形套环35均活动套设在水平套管21上，且第一梯形套环34与第二梯形套环35相互嵌套连接，且在第二梯形套环35上通长开设有让位豁口36，且所述第一梯形套环34的大头端套设在靠近第二注浆孔211的一侧，第二梯形套环35的大头端嵌套在第一梯形套环34的小头端，即在使用时，通过第二注浆孔211向锚孔内注浆，在注浆的过程中使得两个第一梯形套环34在浆液压力的作用下向两侧运动，进而在第一梯形套环34的作用下使得第二梯形套环35被撑开，让位豁口36变大，使得第二梯形套环35的大头端外壁紧压在锚孔侧壁内，来实现对水平套管21嵌固端在锚孔内的定位。

优选的，为保证第二注浆孔211注浆压浆的效果，对第一梯形套环34进行限位，在所述的水平套管21嵌固端还对称设置有限位环212，所述限位环212与第一梯形套环34配合使用。

优选的，为进行注浆和安装让压拉锚机构，在所述的水平套管21内还设置有隔板27和注浆管28，所述隔板27在水平套管21内等距设置，且在所述隔板27的中心处设置有中心孔与注浆管28配合使用，所述注浆管28沿水平套管21通长设置，且在水平套管21的锚固端内腔中沿着第二注浆孔211向周围注浆，推动第一梯形套环34运动。

优选的，为保证所述锚杆5的柔性拉伸作用，所述的让压拉锚机构包括锚头24、锚索26和锚板22，所述锚头24通过锚索26设置在水平套管21的嵌固端端部，所述锚索26沿水平套管21长度方向布置，且穿过设置在隔板27上的锚接孔，与隔板27或锚板22(锚接孔)锚固连接，所述锚板22通过锚索26设置在水平套管21的尾端，且与穿接孔19配合使用。

优选的，所述的锚索26设置有多组，两根锚索26为一组锚索结构，由锚头24向锚板22逐级递减，形成多级让压锚固结构。

优选的，为避免碎石土高填方路基2的不均匀沉降造成锚板22的锚固作用失效，在所述锚杆5的外部预应力张拉端还设置有让压连接机构，所述让压连接机构包括相互配合使用的一级让位释压组件和二级让位释压组件，其中所述一级让位释压组件设置在锚板22内侧的水平套管21端口部，二级让位释压组件设置在锚板22外侧，且在锚板22上的锚索穿接孔内形成锚索26的让压缓冲区。

优选的，为便于安装一级让位释压组件，在所述的水平套管21的端口部设置有若干让位件安装槽30，所述让位件安装槽30内设置有让位件31，所述让位件31内设置有一级让位释压组件与锚索26配合使用；所述一级让位释压组件和二级让位释压组件均包括相互配合使用的梯形套筒24和梯形锚索套29，其中所述梯形套筒24活动安装在让位件31内，锚索套29活动套设在梯形套筒24内，且与锚索26配合使用，在使用时利用锚索套29将锚索26的端部夹紧，形成锁定结构。

优选的，所述的二级让位释压组件还包括预应力套32，所述梯形套筒24设置在预应力套32内，且与锚索26配合使用。

本实施例所述半填半挖式碎石土高填方路基的施工方法具体为实施例1所述步骤3-步骤5所述的钢管桩组4和锚杆5的施工过程，其具体包括：

(1)钢管桩组4施工：在将钢管桩组4的钢管桩12静载压入原有地基1、一级填方体7或二级填方体8之后，根据牢固度的测量系数，在连接孔20上安装外接注浆管，并通过外接注浆管向压浆腔18内注浆，在压浆腔18内注浆之后通过第一压浆孔17向外侧原有地基1、一级填方体7或二级填方体8内压浆，以保证安装后钢管桩12与周围原有地基1和周围填方体之间连接的密实性，提高钢管桩12安装后的牢固度；

(2)锚杆5施工：

首先在挖方侧山体边坡16上钻设锚孔，在锚孔钻设完成后安装锚杆5，具体为将水平套管21穿过设置在钢管桩12上的穿接孔19，锚头24穿设在锚孔的设计深度处，同时定位机构23位于锚孔内；

然后在水平套管21的外部自由端施加预应力(一级张拉，此时安装一级让位释压组件)，使得锚头24被拉紧，然后使用注浆管28进行注浆，浆液通过第二注浆孔211进入锚孔内，在注浆的过程中使得两个第一梯形套环34在浆液压力的作用下向两侧运动，进而在第一梯形套环34的作用下使得第二梯形套环35被撑开，让位豁口36变大，使得第二梯形套环35的大头端外壁紧压在锚孔侧壁上，来实现对水平套管21嵌固端在锚孔内的定位；

在注浆完成后，利用定位螺套25将锚杆5与钢管桩12连接，并在锚板22外侧安装二级让位释压组件。

实施例3：与上述实施例1不同的是，提供如下实施例对本发明实施例1所述半填半挖式碎石土高填方路基的优点进行验证：

格鲁吉亚某公路工程项目，位于格鲁吉亚街区的中部，地处大高加索褶皱系统南部斜坡(北部)和小高加索褶皱带(南部)之间的外高加索山区；全长6.768公里，挖弃土方33.15万方，挖弃石方42.63万方；由于地势险要，该项目某处路基采用高填方及半填半挖式两种路基的结合形式，现场取样以碎石土作为填料；因本项目桥隧比超过72％，加之混凝土梁主要集中在路基附近的桥梁段，考虑就近原则，梁场设置在了路基之上；路基施工完毕后，在表面布设监测点，进行现场沉降量的监测；路基监测点实测沉降量如表1所示。

表1路基监测点实测沉降量

该项目对路基工后沉降变形量的要求为：路基工后沉降变形量应小于30mm，从表1现场实测数据可以看出，通过分级分层填筑路基，并设置如本申请实施例1所述的路基稳定结构，可以有效解决路基不均匀沉降和工后沉降量较大等病害问题，达到提高路基稳定性和整体性的目的。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种半填半挖式碎石土高填方路基，包括原有地基，其特征在于：还包括设置在原有地基上的分级分层填筑碾压的碎石土高填方路基和路基稳定结构；

所述碎石土高填方路基分三级填方，包括一级填方体、二级填方体和三级填方体，各级填方体分级填筑、逐层碾压；

路基稳定结构包括挖方侧山体边坡、钢管桩组和锚杆，所述钢管桩组纵向布设，且临近原有地基的一组钢管桩穿过碎石土填方体且嵌入到原有地基中，所述锚杆与钢管桩组交叉布设，且锚杆的一端嵌入在挖方侧山体边坡内，另一端锚固在钢管桩组外壁上，所述钢管桩组由若干钢管桩组成。

2.根据权利要求1所述的一种半填半挖式碎石土高填方路基，其特征在于：所述的钢管桩组和锚杆随三级填方分为三组，其中所述钢管桩组中的第一组钢管桩由m₁行×n₁列钢管桩组成，穿过一级填方体嵌入到原有地基中；所述钢管桩组中的第二组钢管桩由m₂行×n₂列钢管桩组成，穿过二级填方体嵌入到一级填方体中；所述钢管桩组中的第三组钢管桩由m₃行×n₃列钢管桩组成，穿过三级填方体嵌入到二级填方体中；所述锚杆于各级填方体沿路基横向设置有两排，一端嵌入在挖方侧山体边坡内，另一端锚固在钢管桩组的钢管桩的外壁上。

3.根据权利要求2所述的一种半填半挖式碎石土高填方路基，其特征在于：所述的同一级中的两排锚杆为长、短让压锚杆，其中上排锚杆的嵌入深度大于下排锚杆的嵌入深度。

4.根据权利要求2所述的一种半填半挖式碎石土高填方路基，其特征在于：所述的一级填方体、二级填方体和三级填方体的填料为土石灰混合料填料，所述土石灰混合料填料包括土、碎石、石灰和粉煤灰；其中所述土石灰混合料填料中的土粒粒径不大于15mm，碎石粒径在6mm～20mm之间，石灰和粉煤灰粒径不大于5mm；且在土石灰混合料填料铺设时，采用分级、分层填筑碾压的方式填压。

5.根据权利要求1所述的一种半填半挖式碎石土高填方路基，其特征在于：所述的碎石土高填方路基的外边坡为等坡比台阶式路基边坡，且在相邻各级填方体之间设置有起缓冲作用的路基平台，所述等坡比台阶式路基边坡的三级填方体边坡坡比均为1:1.75，且在等坡比台阶式路基边坡外表面还铺设有防水面层。

6.根据权利要求1所述的一种半填半挖式碎石土高填方路基，其特征在于：所述的钢管桩为两端密封的空心管状结构，且在钢管桩的尾部实心处设置有穿接孔，所述穿接孔与锚杆配合使用，所述管桩的管身上设置有若干第一压浆孔，所述第一压浆孔与钢管桩内部的压浆腔连通，且在所述压浆腔的侧壁上开设有连接孔，所述连接孔与外接注浆管配合使用。

7.根据权利要求6所述的一种半填半挖式碎石土高填方路基，其特征在于：所述的锚杆包括水平套管、定位机构和让压拉锚机构，其中所述水平套管为两端开口的空心套管，且在水平套管的锚固端端部设置有若干第二注浆孔；所述定位机构对称设置在水平套管的嵌固端，包括相互配合使用的第一梯形套环和第二梯形套环，所述第一梯形套环和第二梯形套环均活动套设在水平套管上，且第一梯形套环与第二梯形套环相互嵌套连接，所述第二梯形套环上还开设有让位豁口，且在所述水平套管上还设置有限位环与第一梯形套环配合使用，所述第一梯形套环与第二注浆孔配合使用；所述让压拉锚机构设置在水平套管的内部空腔中，包括锚头、锚索和锚板。

8.根据权利要求7所述的一种半填半挖式碎石土高填方路基，其特征在于：所述的水平套管内还设置有隔板和注浆管，所述隔板在水平套管内等距设置，且在所述隔板的中心处设置有中心孔与注浆管配合使用，且在隔板上还设置有若干锚接孔与锚索配合使用，所述锚索的一端与锚头连接，将锚头设置在水平套管的嵌固端端部，另一端与隔板或锚板连接。

9.根据权利要求8所述的一种半填半挖式碎石土高填方路基，其特征在于：所述的锚索通过让压连接机构与锚板连接，所述让压连接机构包括相互配合使用的一级让位释压组件和二级让位释压组件，所述一级让位释压组件设置在锚板内侧的水平套管端口部，二级让位释压组件设置在锚板外侧，且在锚板上的锚索穿接孔内形成锚索的让压缓冲区，所述一级让位释压组件和二级让位释压组件均包括相互配合使用的梯形套筒和梯形锚索套，其中所述梯形套筒活动安装在让位件内，锚索套活动套设在梯形套筒内，且与锚索配合使用。

10.一种如权利要求1所述的半填半挖式碎石土高填方路基的施工方法，其特征在于：包括

步骤1.施工准备：清理、整平和压实原有地基的场地，将土、碎石、石灰和粉煤灰混合搅拌，制备成土石灰混合料填料；

步骤2.挖方施工：待步骤1完成后，测量放线，将开挖山体3的挖方侧山体边坡开挖至设计标高；

步骤3.一级填方体及钢管桩组施工：待步骤2完成后，分层填筑一级填方体，并逐层碾压；同时进行测量放线，确定锚杆的嵌入位置和钢管桩组的桩孔位置；填筑至第一排锚杆的嵌入位置前，静压钢管桩组至原有地基中，并在填筑至第一排锚杆的嵌入位置时将锚杆打入挖方侧山体边坡内，继续填筑碾压至第二排锚杆的嵌入位置，重复上述工作至一级填方体填筑完毕，将锚杆另一端锚固在钢管桩组的钢管桩的外壁上；

步骤4.二级填方体及钢管桩组施工：待步骤3完成后，分层填筑二级填方体，并逐层碾压；重复步骤3的相关工作，静压钢管桩组至一级填方体中，将锚杆另一端锚固在钢管桩组的外壁；

步骤5.三级填方体及钢管桩组施工：待步骤4完成后，分层填筑三级填方体，并逐层碾压；重复步骤的相关工作，静压钢管桩组至二级填方体中，将锚杆另一端锚固在钢管桩组的外壁；

其中，在步骤3-步骤5所述的钢管桩组和锚杆的施工过程中，还包括钢管桩组的注浆压浆过程和锚杆的预应力注浆过程；

步骤6.梁场及防水面层施工：待步骤5完成后，碎石土高填方路基的上表面设置梁场，并在路基边坡的外表面上铺设防水面层。

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